Web架構原理

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前提

一個web架構需要包含的組件或者功能有：

1. request and response

2. cookies and session

3. template engine

4. wsgi app and wsgi server

對於所有的Web應用，本質上其實就是一個socket服務端，使用者的瀏覽器其實就是一個socket用戶端。

wsgi

首先要瞭解WSGI的相關知識，如下：

• web server：指的是軟體程式，它從用戶端接受請求，然後返回一個Response，需要注意的是它不建立Response，web app才是建立Response的主體。

• web app：根據url來建立響應並將響應傳回給web server。

• WSGI：是一個規範，描述了web server如何與web app互動、web app如何處理請求，它規定每個app必須是一個可調用的對象（方法或者類），接受兩個參數environ和start_response。

實現web server

environ和start_response都是伺服器提供的，所以服務端這邊需要提供如下：

1. 準備environ參數；

2. 定義start_response函數；

3. 調用程式端的可調用對象；

代碼具體如下（取自PEP 333）：

import os, sysenc, esc = sys.getfilesystemencoding(), ‘surrogateescape‘def unicode_to_wsgi(u):    # Convert an environment variable to a WSGI "bytes-as-unicode" string    return u.encode(enc, esc).decode(‘iso-8859-1‘)def wsgi_to_bytes(s):    return s.encode(‘iso-8859-1‘)def run_with_cgi(application):    # environ參數，裡面是HTTP請求的環境變數    environ = {k: unicode_to_wsgi(v) for k,v in os.environ.items()}    environ[‘wsgi.input‘]        = sys.stdin.buffer    environ[‘wsgi.errors‘]       = sys.stderr    environ[‘wsgi.version‘]      = (1, 0)    environ[‘wsgi.multithread‘]  = False    environ[‘wsgi.multiprocess‘] = True    environ[‘wsgi.run_once‘]     = True    if environ.get(‘HTTPS‘, ‘off‘) in (‘on‘, ‘1‘):        environ[‘wsgi.url_scheme‘] = ‘https‘    else:        environ[‘wsgi.url_scheme‘] = ‘http‘    headers_set = []    headers_sent = []    # 將應答的資料輸出到終端    def write(data):        out = sys.stdout.buffer        if not headers_set:             raise AssertionError("write() before start_response()")        elif not headers_sent:             # Before the first output, send the stored headers             status, response_headers = headers_sent[:] = headers_set             out.write(wsgi_to_bytes(‘Status: %s\r\n‘ % status))             for header in response_headers:                 out.write(wsgi_to_bytes(‘%s: %s\r\n‘ % header))             out.write(wsgi_to_bytes(‘\r\n‘))        out.write(data)        out.flush()    # 根據程式傳過來的狀態和頭部參數設定響應的狀態和頭部    def start_response(status, response_headers, exc_info=None):        if exc_info:            try:                if headers_sent:                    # Re-raise original exception if headers sent                    raise exc_info[1].with_traceback(exc_info[2])            finally:                exc_info = None     # avoid dangling circular ref        elif headers_set:            raise AssertionError("Headers already set!")        headers_set[:] = [status, response_headers]        return write    # 調用用戶端的對象，並且輸出返回的結果    result = application(environ, start_response)    try:        for data in result:            if data:    # don‘t send headers until body appears                write(data)        if not headers_sent:            write(‘‘)   # send headers now if body was empty    finally:        if hasattr(result, ‘close‘):            result.close()

web app

因為服務端和用戶端需要共同遵守WSGI協議內容，所以用戶端這邊需要使用到服務端提供的environ和start_response，web app需要返回的類型需要是可迭代的。這裡分為三種類型的實現，分別是函數，類，執行個體；

函數

HELLO_WORLD = b"Hello world!\n"# 1. 可調用對象是一個函數def application(environ, start_response):    # HTTP response code and message    status = ‘200 OK‘    # 應答的頭部是一個列表，每對索引值都必須是一個 tuple。    response_headers = [(‘Content-Type‘, ‘text/plain‘),                        (‘Content-Length‘, str(len(HELLO_WORLD)))]    # 調用伺服器程式提供的 start_response，填入兩個參數    start_response(status, response_headers)    # 返回必須是 iterable    return [HELLO_WORLD]

類

# 2. 可調用對象是一個類class AppClass:    """這裡的可調用對象就是 AppClass 這個類，調用它就能產生可以迭代的結果。          使用方法類似於：        for result in AppClass(env, start_response):             do_somthing(result)    """    def __init__(self, environ, start_response):        self.environ = environ        self.start = start_response    def __iter__(self):        status = ‘200 OK‘        response_headers = [(‘Content-type‘, ‘text/plain‘)]        self.start(status, response_headers)        yield HELLO_WORLD

執行個體

# 3. 可調用對象是一個執行個體class AppClass:    """這裡的可調用對象就是 AppClass 的執行個體，使用方法類似於：        app = AppClass()        for result in app(environ, start_response):             do_somthing(result)    """    def __init__(self):        pass    def __call__(self, environ, start_response):        status = ‘200 OK‘        response_headers = [(‘Content-type‘, ‘text/plain‘)]        self.start(status, response_headers)        yield HELLO_WORLD

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